TWI422831B - 檢查用治具 - Google Patents

Description

檢查用治具

本發明係關於對預先設定在被檢查物之檢查對象部上的檢查點與實施該檢查的檢查裝置進行電連接的檢查用夾具。

本發明之檢查用夾具係對於被檢查物所具有的檢查對象部，從檢查裝置對既定之檢查位置供給電力或電氣信號，並從檢查對象部檢測出電氣信號，藉此可檢測出檢查對象部的電氣特性，或者進行動作試驗。

此種被檢查物可例示如：印刷配線基板、撓性基板、陶瓷多層配線基板、液晶顯示器或電漿顯示器用的電極板、及半導體封裝用的封裝基板或膜式載體等各種基板，或者半導體晶圓、半導體晶片或晶片尺寸封裝(CSP，Chip size package)等之半導體裝置。

本說明書中，將該等上述被檢查物總稱為“被檢查物”，將形成在被檢查物的檢查對象部稱為“對象部”。

以往，於被檢查物之一實施形態即電路基板上形成有複數配線。該配線形成用來供給電力或流過電氣信號，以使搭載在電路基板上的電氣、電子零件具有所希望之功能。因此，已知配線不良會導致電路基板的動作不良。

為解決此種問題，已多次有人提出對如形成在電路基板或半導體裝置等被檢查物之配線的對象部是否良好進行判定的檢查裝置的發明。

此種檢查裝置為了對例如為被檢查物之基板上所形成的配線是否良好進行判斷，使用具備與預先設定在配線上之複數檢查點分別連接之複數探針(接觸件)的檢查用夾具來實施檢查。

此種檢查用夾具之接觸件的一端被壓接在配線上的檢查點，另一端被壓接在與基板檢查裝置電連接的電極部。然後，藉由該檢查用夾具，從基板檢查裝置供給用以測定配線之電氣特性的電流或電壓，並往基板檢查裝置發送來自配線的電氣信號。

近年來，由於技術的進步，半導體裝置變小，基板變更小，基板上的配線也隨之形成得更加細微且複雜。隨著如此基板之配線不斷細微化及複雜化，檢查用夾具所具有之接觸件也必須進行接觸件本身的細線化、接觸件間的間距狹小化及簡潔化。

例如專利文獻1所揭示之檢查用夾具係利用使用筒狀構件的接觸件，該接觸件形成具有彈簧功能的狹縫。該專利文獻1的檢查用夾具係將筒狀的接觸件插入到具有用以導引保持該接觸件之孔部的保持構件中，以該孔部之大致中央部來保持接觸件。

然而，專利文獻1所揭示之檢查用夾具為保持較長的接觸件，必須形成長孔部，而存在著製造保持構件所需費用增加的問題。尤其為因應細線化及間距狹小化，必須形成細長的孔部，存在成本變極高的問題。

【專利文獻1】日本特開平10-288626號公報。

本發明提供檢查用夾具，該檢查用夾具能因應基板之細微化及複雜化，並形成構件個數減少的簡潔化構造。

請求項1所記載之發明提供檢查用夾具，將成為被檢查對象之被檢查物，與檢查該被檢查物上所形成的檢查體之電氣特性的檢查裝置進行電連接；其特徵在於：包含：接觸件，一端被壓接在預先設定於該被檢查物之檢查體上的既定之檢查點，另一端與電連接於該檢查裝置的電極部壓接；第一板狀構件，設有用以將該接觸件之一端引導向該檢查點的第一導引孔；第二板狀構件，係配置成與該第一板狀構件間具有既定間隔，並且設有用以將該接觸件之另一端引導向該電極部的第二導引孔；及電極體，形成有複數個該電極部；其中，該接觸件包含：外側筒體，在兩端設有開口部；及內側筒體，收納於該外側筒體之內側，並且配置成從該外側筒體之兩端分別突出；該內側筒體具有：第一筒部，一端抵接於該檢查點，並且第一筒部貫通插入到該第一導引孔中；第一伸縮部，形成為與該第一筒部呈同軸狀，並在該內側筒體之長邊方向上進行伸縮；第二筒部，另一端抵接於該電極部，並且該第二筒部貫通插入到該第二導引孔中，第二伸縮部，形成為與該第二筒部呈同軸狀，並在該接觸件之長邊方向上進行伸縮；及第三筒部，將該第一伸縮部與該第二伸縮部連通連結；且該第一筒部、該第一伸縮部、該第三筒部、該第二伸縮部與該第二筒部由一個筒構件形成，該第三筒部形成有固定該外側筒體與該內側筒體的連接部，該第一導引孔形成為設有比該內側筒體之筒徑大且比該外側筒體之筒徑小的孔徑。

請求項2所記載之發明提供檢查用夾具，係於請求項1記載之檢查用夾具中，該接觸件形成為具有相對於該接觸件之中心呈對稱的形狀。

請求項3所記載之發明提供檢查用夾具，係於請求項1或2記載之檢查用夾具中，該內側筒體與該外側筒體由以鎳為主成分的合金形成。

請求項4所記載之發明提供檢查用夾具，係於請求項1至3中任一項記載之檢查用夾具中，該外側筒體之外徑形成為250μm以下。

請求項5所記載之發明提供檢查用夾具，係於請求項1至4中任一項記載之檢查用夾具中，該外側筒體與該內側筒體各自的壁厚形成為大致5～50μm。

請求項6所記載之發明提供檢查用夾具，係於請求項1記載之檢查用夾具中，在該檢查用夾具之接觸件被安裝於該檢查用夾具上而未使用時，該第一伸縮部為自然長，該第二伸縮部處於偏壓狀態。

依本發明，可提供檢查用夾具，該檢查用夾具能因應基板之細微化及複雜化，並形成構件個數減少的簡潔化構造。

(實施發明之最佳形態)

以下對用以實施本發明的最佳形態進行說明。

圖1係顯示依本發明之檢查用夾具之一實施形態的概略構成圖。

依本發明之一實施形態的檢查用夾具1包含：複數之接觸件2；保持體3，將該等接觸件2保持成多針狀；電極體4，支撐該保持體3，並具有與接觸件2接觸而成為導通狀態的電極部；及導線部5，從電極部延伸設置而與之電連接。

又，圖1顯示3根接觸件作為複數之接觸件2，並顯示分別對應的3根導線部5，但其等並不限於3根，可根據檢查對象之基板所設定的檢查點而決定。

接觸件2之一端壓接於基板之配線上所預先設定的既定檢查點，另一端壓接於與檢查裝置(未圖示)電連接的電極部。

圖2係依本發明之接觸件的一實施方式的概略構成圖，(a)顯示內側筒體之剖面圖，(b)顯示內側筒體之底面圖，(c)顯示外側筒體之剖面圖，(d)顯示外側筒體之底面圖。

依本發明之接觸件2包含：外側筒體2b，在兩端設有開口部；及內側筒體2a，收納於外側筒體2b之內側，並配置成從外側筒體2b之兩端分別突出。

內側筒體2a具有既定之長度，且由中空狀之圓柱形狀的筒狀構件形成。形成內側筒體2a的筒狀構件之一端部接觸於檢查點，另一端部接觸於後述電極部，藉此進行檢查點與電極部間的電連接。

內側筒體2a具有第一筒部2a1、第二筒部2a2、第三筒部2a3、第一伸縮部2a4及第二伸縮部2a5。該內側筒體2a如圖2(a)所示，依序連通連結而形成有第一筒部2a1、第一伸縮部2a4、第三筒部2a3、第二伸縮部2a5及第二筒部2a2。

第一筒部2a1之一端抵接於檢查點，並貫通插入到後述第一導引孔311(或第一導引上孔311a)中。該第一筒部2a1形成中空狀的圓柱形狀。該第一筒部2a1之長度形成為至少比第一導引孔311之長度長，當第一筒部2a1被壓接於檢查點時，形成為沿第一導引孔滑動。

第二筒部2a2之一端抵接於電極部，並藉著外側筒部2b貫通插入到後述第二導引孔321中。該第二筒部2a2形成中空狀之圓柱形狀。該第二筒部2a2之長度最好形成為比第二導引孔之長度長，當第二筒部2a2被壓接於電極部時，形成為沿著所貫通插入到第二導引孔321中之外側筒體2b的內壁滑動。

又，第一筒部2a1與第二筒部2a2較佳係具有大致相同的形狀。

第一伸縮部2a4形成與第一筒部2a1呈同軸狀，並形成為在內側筒體2a之長邊方向上進行伸縮。該第一伸縮部2a4具有在筒狀構件上形成狹縫形狀之缺口部的螺旋彈簧形狀部。該螺旋彈簧形狀部發揮伸縮功能。

第一伸縮部2a4形成為分別與第一筒部2a1之另一端、及第三筒部2a3之一端連結，並與第一筒部2a1同軸且同徑。

第二伸縮部2a5形成為與第二筒部2a2呈同軸狀，並形成為在內側筒體2a之長邊方向上進行伸縮。該第二伸縮部2a5具有在筒狀構件上形成狹縫形狀之缺口部的螺旋彈簧形狀部。該螺旋彈簧形狀部發揮伸縮功能。

第二伸縮部2a5形成為分別與第二筒部2a2之另一端、及第三筒部2a3之另一端連結，並與第二筒部2a2同軸且同徑。

第三筒部2a3形成為連通連結第一伸縮部2a4與第二伸縮部2a5之中空狀的圓柱狀。該第三筒部2a3之一端部與第一伸縮部2a4連結，另一端部與第二伸縮部2a5連結。

該第三筒部2a3形成為與第一伸縮部2a4及第二伸縮部2a5具有同軸且同徑，而且形成為也與第一筒部2a1及第二筒部2a2具有同軸且同徑。

該第三筒部2a3之長度並不特別限定，係形成為可形成與後述外側筒體2b連接之連接部的程度的長度。又，圖2(a)雖顯示第三筒部2a3些微向內側凹陷的狀態，但其顯示在與後述之外側筒體2b固定時所形成的凹陷。

第一至第三筒部及第一至第二伸縮部由於如上所述地形成為同軸且同徑，因此該等筒部及伸縮部可由一根筒狀構件形成。如此藉由內側筒體2a由一根筒狀構件形成，可有效率地輕易形成。

又，本實施形態已揭示以第三筒部2a3為中心，而第一伸縮部2a4與第二伸縮部2a5之2個伸縮部形成於對稱位置的情形，但亦可以第三筒部2a3為中心形成所希望之數目的伸縮部。

該內側筒體2a如上所述，可由一根導電性的筒狀構件形成，且可形成為外徑20～250μm、內徑10～230μm、壁厚5～50μm。藉由形成此尺寸，對於已細微化及複雜化之基板的配線或半導體裝置等被檢查物，亦能以簡潔化構造的檢查裝置進行因應。

該內側筒體2a之例子中，以相對其中心呈點對稱或線對稱的方式形成各部位。其原因為：藉由如此形成為對稱形狀，可於安裝到後述基板檢查用夾具的保持體時，無上下之分地利用接觸件2。

內側筒體2a之一端接觸於檢查點，另一端接觸於電極部，且為了藉由該內側筒體2a實現檢查點與電極部間的電氣導通，內側筒體2a以導電性的材料形成。作為該材料，只要是具有導電性的材料則不特別限定，但可例示如鎳、鎳合金或鈀合金。

該內側筒體2a如上所述，以具有導電性的材料形成，但因應被檢查物之細微化及複雜化，接觸件2本身也必須實施細線化來形成。尤其為了相對於保持板在直角方向上進行伸縮，必須形成為接觸件2本身具有伸縮功能；但是以往形成如使用有繞線之螺旋彈簧的部位的檢查用夾具，將取決於繞線本身之直徑的大小，難以形成具有比繞線直徑之4倍左右小的直徑的線圈，而極難形成外徑在100μm以下的螺旋彈簧。即使能夠形成，就製造成本而言，利用到2000～4000根檢查用夾具也過於昂貴，而有不切實際的問題。

然而，本案發明藉由利用如下所述的製造方法，能夠更廉價且輕易地製造細微的接觸件。

關於內側筒體2a可揭示下述兩種製造方法。

[製法例1]

(1)首先，準備形成內側筒體2a之中空部的芯線(未圖示)。又，該芯線使用限定內側筒體2a之內徑的所希望粗細(例如直徑30μm)的SUS線(不銹鋼線)。

(2)接著，於芯線(SUS線)塗佈光阻被膜，包覆該芯線之周面。對該光阻之所希望部分進行曝光、顯影、加熱處理以形成螺旋狀的遮罩。此時，例如可使芯線沿中心軸旋轉，以雷射進行曝光，而形成螺旋狀的遮罩。為形成本發明之內側筒體2a，2個伸縮部(第一伸縮部2a4及第二伸縮部2a5)形成為具有既定距離(第三筒體2a3之長度量的距離)。

(3)再來，對該芯線實施電鍍鎳。此時，由於芯線具有導電性，因此未形成有光罩的部位被鍍鎳。

(4)然後，去除光罩，抽出芯線，並依所希望之長度切斷筒體，而形成內側筒體2a。當然也可在完全抽出芯線前切斷筒體。

又，內側筒體2a也可以下述方法製造。

[製法例2]

(1)首先，準備如上述形成內側筒體2a之中空部的芯線(未圖示)。

對該芯線鍍鎳達到所希望之厚度，以在芯線之周面形成鍍鎳層。

(2)接著，於該鍍鎳層之表面塗佈光阻。對該光阻之所希望部分進行曝光、顯影、加熱處理以形成螺旋狀的遮罩。此時，例如可使芯線沿中心軸旋轉，以雷射進行曝光，而形成螺旋狀的遮罩。為形成本發明之內側筒體2a，2個伸縮部(第一伸縮部2a4及第二伸縮部2a5)形成為具有既定距離(第三筒體2a3之長度量的距離)。

(3)再來，將電鍍鎳蝕刻去除。此時，未形成光罩的部位之電鍍鎳被去除。

(4)然後，去除光罩，抽出芯線，並依所希望之長度切斷筒體，而形成內側筒體2a。當然也可在完全抽出芯線前切斷筒體。

以往之使用繞線的螺旋彈簧方式取決於繞線材料之直徑，難以形成具有比該直徑之4倍左右小的直徑的線圈，而極難形成100μm以下的螺旋彈簧。依上述製法而得之本發明的內側筒體2a，由於係於對芯線鍍鎳而形成所希望之形狀後，藉由抽出芯線而製造，因此比起以往之使用繞線的螺旋彈簧方式的情況，可使彈簧材料之壁厚減薄，同時可高精度且自如地一併製造細微的外徑及內徑。

外側筒體2b形成為具有既定長度之中空部2b2的圓柱形狀。該外側筒體2b可形成為例如外徑20～250μm、內徑10～230μm、壁厚5～50μm。藉由形成此尺寸，可因應已細微化且複雜化的基板。

內側筒體2a以與外側筒體2b之中空部2b2同軸的方式配置於其中。此時，內側筒體2a之第一筒部2a1及第二筒部2a2係配置成分別從外側筒體2b之開口部伸出(參照圖3)。

外側筒體2b之長度如上所述，形成為具有內側筒體2a之第一筒部2a1及第二筒部2a2能分別從其開口部伸出的長度。又，該外側筒體2b較佳係具有內側筒體2a之第一伸縮部2a4及第二伸縮部2a5始終被收納在外側筒體2b之中空部2b2的長度。其原因為：藉由將內側筒體2a之兩伸縮部始終收納在外側筒體2b內部，能發揮兩伸縮部在伸縮運動時之伸縮方向的導引功能，可提高伸縮部的耐久性。

圖2(c)所示之外側筒體2b在其中央處形成有用以與內側筒體2a固定的連接部2b3。該連接部2b3係於內側筒體2a收納在外側筒體2b之中空部2b2，且內側筒體2a配置成從外側筒體2b之兩開口端伸出時，如圖3所示，藉由從外側向內側推壓(斂縫)外側筒體2b之大致中央處，以將內側筒體2a與外側筒體2b固定，藉此在外側筒體2b形成連接部2b3。因此，該連接部2b3係於收納內側筒體2a後才形成。

又，如圖2(d)所示，外側筒體2b為了與內側筒體2a固定，其連接部2b3部分之內徑形成得比其他部分小。

又，只要能固定連接部2b3之部分，外側筒體2b與內側筒體2a當然亦可採用雷射焊接、電弧焊接及黏接劑等的其他固定方法。

如圖3所示，本發明之接觸件2中，內側筒體2a配置在外側筒體2b之中空部2b2，內側筒體2a之第一筒部2a1及第二筒部2a2係配置成從外側筒體2b之兩開口端伸出。

該接觸件2較佳係外觀上形成為點對稱。

以上係對接觸件2之構成的說明。

本檢查用夾具1具有用以將複數接觸件2保持成多針狀的保持體3。

如圖4所示，該保持體3具有第一板狀構件31及第二板狀構件32。該等板狀構件以絕緣性的材料形成。

第一板狀構件31設有用以將接觸件2之一端引導向檢查點的第一導引孔311。

如圖4所示，第一導引孔311係外徑不同的第一導引上孔311a與第一導引下孔311b連通連結而形成。

第一導引上孔311a形成為具有比內側筒體2a之外徑稍大，且比外側筒體2b之外徑小的孔徑。

第一導引下孔311b形成為具有比外側筒體2b之外徑稍大的孔徑。

因此，接觸件2不會從第一板狀部31之第一導引孔311中脫出。

該第一導引孔311如上所述，由2個外徑不同的孔形成，且該外徑的差異被接觸件2之內側筒體2a與外側筒體2b的段差卡止。尤其內側筒體2a與外側筒體2b所產生的段差因任一筒部均由鎳電鑄層形成而硬度高，即使數萬次、數十萬次重複地往檢查點滑動，也能具有良好的耐久性。

第二板狀構件32係配置成與第一板狀構件31間具有既定間隔，並且設有用以將接觸件2之另一端引導向電極部的第二導引孔321。

該第二板狀構件32與第一板狀構件31間的既定間隔d1設定為比外側筒體2b之長度短，且內側筒體2a與外側筒體2b之段差(分界)配置於第一板狀構件31的第一導引孔311內。

第二導引孔321形成為具有比接觸件2之外側筒體2b的外徑稍大的孔徑。因此，將接觸件2安裝於保持體3時，係從該第二導引孔321側插入接觸件2。

圖5所示之電極體4形成有複數個電極部41。電極體4以絕緣材料形成，且保持著以導電性材料形成的電極部41。

電極部41與各接觸件2之內側筒體2a的端部接觸而成為導通狀態，並分別與檢查裝置電連接。該電極部41可利用銅導線而形成，且導線之端面(電極部41)與電極體4之表面配置成大致同一面(參照圖5)。

安裝有接觸件2的保持體3如圖5所示，被安裝於電極體4上。此時，定位成接觸件2之內側筒體2a的第二筒部2a2之另一端部與電極體4的電極部41抵接，而以可裝卸方式進行固定。

保持體3固定於電極體4時，接觸件2之外側筒體2b從保持體3的第一板狀構件31被推壓向電極體4側。因此，內側筒體2a之第二伸縮部2a5被壓縮，因著該壓縮力，第二筒部2a2對電極部41進行推壓。亦即，接觸件2之內側筒體2a與電極部41處於穩定的接觸狀態。又，此時為第一伸縮部2a4未受到物理力之作用的狀態，具有自然長的長度。亦即，本檢查用夾 具1於安裝有接觸件2時，第一板狀構件31將外側筒體2b推壓向電極部41側。此時，由於外側筒體2b與內側筒體2a藉著連接部2b3而固定，因此第二伸縮部2a5被壓接向電極部41。

又，實際於接觸件2(內側筒體2a之第一筒部2a1)接觸至檢查點時，第一伸縮部2a4因應該接觸而被壓縮，並利用該壓縮力相對於檢查點穩定接觸。

也就是說，利用第一伸縮部2a4與第二伸縮部2a5的情形不同，而能提高接觸件2的耐久性，以延長壽命。

導線部5將電極部41與檢查裝置電連接。該導線部5之尺寸並不特別限定，而只要能與檢查裝置電連接即可。

又，圖1中，導線部5係配置成從檢查用夾具1之下方伸出，且形成為可從檢查用夾具1之下方側與檢查裝置進行連接。

1．．．檢查用夾具

2．．．接觸件

2a．．．內側筒體

2a1．．．第一筒部

2a2．．．第二筒部

2a3．．．第三筒部

2a4．．．第一伸縮部

2a5．．．第二伸縮部

2b．．．外側筒體

2b2．．．中空部

2b3．．．連接部

3．．．保持體

31．．．第一板狀構件

311．．．第一導引孔

311a．．．第一導引上孔

311b．．．第一導引下孔

32．．．第二板狀構件

321．．．第二導引孔

4．．．電極體

41．．．電極部

5．．．導線部

d1．．．第二板狀構件與第一板狀構件之間的既定間隔

圖1係顯示依本發明之檢查用夾具之一實施形態的概略構成圖。

圖2(a)~2(d)係依本發明之接觸件之一實施形態的概略構成圖，2(a)顯示內側筒體的剖面圖，2(b)顯示內側筒體的底面圖，2(c)顯示外側筒體的剖面圖，2(d)顯示外側筒體的底面圖。

圖3係顯示本發明之接觸件的概略構成圖，且顯示內側筒體安裝在外側筒體的狀態的剖面圖。

圖4係顯示將本發明之接觸件安裝在保持體的狀態的構成圖，且第一板狀構件與第二板狀構件係以剖面顯示，以說明接觸件的安裝位置。

圖5係顯示本發明之檢查用夾具的構成圖，且顯示接觸件已安裝於電極部的狀態，為便於說明，以剖面顯示保持體與電極體，並以虛線表示接觸件之內側筒體及外側筒體的內壁。

2．．．接觸件

2a．．．內側筒體

2a1．．．第一筒部

2a2．．．第二筒部

2a3．．．第三筒部

2a4．．．第一伸縮部

2a5．．．第二伸縮部

2b．．．外側筒體

3．．．保持體

31．．．第一板狀構件

32．．．第二板狀構件

4．．．電極體

41．．．電極部

Claims (6)

1. 一種檢查用夾具，將成為被檢查對象之被檢查物，與檢查該被檢查物上所形成的檢查體之電氣特性的檢查裝置進行電連接；其特徵在於：包含：接觸件，一端被壓接在預先設定於該被檢查物之檢查體上的既定之檢查點，另一端與電連接於該檢查裝置的電極部壓接；第一板狀構件，設有用以將該接觸件之一端引導向該檢查點的第一導引孔；第二板狀構件，係配置成與該第一板狀構件間具有既定間隔，並且設有用以將該接觸件之另一端引導向該電極部的第二導引孔；及電極體，形成有複數個該電極部；其中，該接觸件包含：外側筒體，在兩端設有開口部的；及內側筒體，收納在該外側筒體之內側，並且配置成從該外側筒體之兩端分別突出；該內側筒體具有：第一筒部，一端抵接於該檢查點，並且該第一筒部貫通插入到該第一導引孔中；第一伸縮部，形成為與該第一筒部呈同軸狀，並在該內側筒體之長邊方向上進行伸縮；第二筒部，另一端抵接於該電極部，並且該第二筒部貫通插入到該第二導引孔中；第二伸縮部，形成為與該第二筒部呈同軸狀，並在該接觸件之長邊方向上進行伸縮；及第三筒部，將該第一伸縮部與該第二伸縮部連通連結；且該第一筒部、該第一伸縮部、該第三筒部、該第二伸縮部與該第二筒部由一個筒構件形成，該第三筒部形成有固定該外側筒體與該內側筒體的連接部，該第一導引孔形成為設有比該內側筒體之筒徑大且比該外側筒體之筒徑小的孔徑。
2. 如申請專利範圍第1項之檢查用夾具，其中，該接觸件形成為具有相對於該接觸件之中心呈對稱的形狀。
3. 如申請專利範圍第1或2項之檢查用夾具，其中，該內側筒體及該外側筒體由以鎳為主成分的合金形成。
4. 如申請專利範圍第1或2項之檢查用夾具，其中，該外側筒體之外徑形成為250μm以下。
5. 如申請專利範圍第1或2項之檢查用夾具，其中，該外側筒體與該內側筒體各自的壁厚形成為大致5~50μm。
6. 如申請專利範圍第1項之檢查用夾具，其中，在該檢查用夾具之接觸件被安裝於該檢查用夾具上而未使用時，該第一伸縮部為自然長，該第二伸縮部處於偏壓狀態。